锂离子二次电池制造技术

本发明专利技术的目的在于提供一种安全性优异的锂离子二次电池。该锂离子二次电池具有正极、负极、位于所述正极与所述负极之间的隔膜、和电解液，所述负极具有负极活性物质，该负极活性物质包含氧化硅和含第一元素的化合物，所述电解液包含酰亚胺盐，该酰亚胺盐包含所述第一元素和酰亚胺阴离子，所述第一元素是选自K、Na、Mg、Ca、Cs、Al、Zn中的任意一种以上的元素。Zn中的任意一种以上的元素。Zn中的任意一种以上的元素。

【技术实现步骤摘要】
锂离子二次电池


[0001]本专利技术涉及锂离子二次电池。

技术介绍

[0002]锂离子二次电池被广泛地用作移动电话、笔记本电脑等的移动设备以及混合动力汽车等的动力源。
[0003]锂离子二次电池的容量主要依赖于电极的活性物质。负极活性物质中一般使用石墨，但是需要更高容量的负极活性物质。为此，包含硅(Si)的负极活性物质受到了关注，其理论容量远大于石墨的理论容量(372mAh/g)。
[0004]例如，专利文献1～3中记载了能够将包含硅的负极活性物质用于锂离子二次电池。并且，专利文献1～3中记载了：通过使用包含特定的锂盐和醚化合物的电解液，提高了锂离子二次电池的循环特性容。
[0005][现有技术文献][0006][专利文献][0007][专利文献1]日本特开2009
‑
176534号公报
[0008][专利文献2]日本特开2014
‑
110235号公报
[0009][专利文献3]日本特表2015
‑
534254号公报

技术实现思路

[0010][专利技术要解决的技术问题][0011]包含硅的负极活性物质能够以高容量储存许多能量。但是，万一其储存的能量不受控制时，担心活性物质热失控。因此，要求开发出在使用高容量的硅类的负极活性物质的情况下其安全性也高的锂离子二次电池。
[0012]本专利技术是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供安全性优异的锂离子二次电池。
[0013][用于解决技术问题的技术手段][0014]为了解决上述技术问题，提供以下的技术手段。
[0015](1)第一方式的锂离子二次电池具有正极、负极、位于所述正极与所述负极之间的隔膜、和电解液，所述负极具有负极活性物质，该负极活性物质包含氧化硅和含第一元素的化合物，所述电解液包含酰亚胺盐，该酰亚胺盐包含所述第一元素和酰亚胺阴离子，所述第一元素是选自K、Na、Mg、Ca、Cs、Al、Zn中的任意一种以上的元素。
[0016](2)上述方式的锂离子二次电池中，也可以是：相对于所述电解液中的锂盐的摩尔浓度比，所述电解液中的包含所述第一元素的酰亚胺盐的摩尔浓度比为5％以上且20％以下。
[0017](3)上述方式的锂离子二次电池中，也可以是：所述含第一元素的化合物是选自氟化物、氧化物、硅化物、硅氧化物、磷氧化物中的任意一种以上。
[0018](4)上述方式的锂离子二次电池中，也可以是：所述负极活性物质具有芯和包覆所述芯的包覆层。此外，也可以是，所述包覆层包含所述含第一元素的化合物。
[0019](5)上述方式的锂离子二次电池中，也可以是，所述氧化硅以SiO
x
表示，x为0.8≤x≤2。
[0020](6)上述方式的锂离子二次电池中，也可以是，所述负极活性物质的中位直径(D50)为1μm以上且10μm以下。
[0021][专利技术效果][0022]上述方式的锂离子二次电池具有优异的安全性。
附图说明
[0023]图1是第一实施方式的锂离子二次电池的示意图。
[0024]图2是第一实施方式的负极活性物质的示意图。
具体实施方式
[0025]以下，对于实施方式，适当地参照附图进行详细说明。以下的说明中使用的附图中，有时为了便于理解技术特征，将成为技术特征的部分放大地图示，各构成要素的尺寸比率等有时与实际不同。下面的说明中例示的材料、寸法等为一例，本专利技术并不限定于此，能够在不改变其的要旨的范围内进行适当的改变而实施。
[0026](锂离子二次电池)
[0027]图1是第一实施方式的锂离子二次电池的示意图。图1所示的锂离子二次电池100包括发电元件40、外装体50和非水电解液(省略了图示)。外装体50包覆发电元件40的周围。发电元件40通过连接着的一对端子60、62与外部连接。非水电解液被收纳在外装体50内。
[0028](发电元件)
[0029]发电元件40包括正极20、负极30和隔膜10。
[0030]＜正极＞
[0031]正极20例如具有正极集电体22和正极活性物质层24。正极活性物质层24与正极集电体22的至少一面接触。
[0032][正极集电体][0033]正极集电体22例如是导电性的板材。正极集电体22例如是铝、铜、镍、钛、不锈钢等的金属薄板。重量轻的铝适于用于正极集电体22。正极集电体22的平均厚度例如为10μm以上且30μm以下。
[0034][正极活性物质层][0035]正极活性物质层24例如包含正极活性物质。正极活性物质层24根据必要也可以包含导电助剂、粘合剂。
[0036]正极活性物质层24的目测量例如为15mg/cm2以上，优选为20mg/cm2以上。正极活性物质层24的目测量例如优选为35mg/cm2以下。“目测量”是指每单位面积的正极集电体22的表面所担载的正极活性物质层24的质量。当目测量多时，每单位面积的正极活性物质的量增加，电池的容量变大。另一方面，当目测量过多时，电解液向正极活性物质层24内的浸渗变得困难。
[0037]正极活性物质包含能够可逆地进行锂离子的吸藏和释放、锂离子的脱离和插入(Intercalation)、或锂离子和抗衡阴离子(Counter anion)的掺杂和脱掺杂的电极活性物质。
[0038]正极活性物质例如是复合金属氧化物。复合金属氧化物例如是钴酸锂(LiCoO2)、镍酸锂(LiNiO2)、锰酸锂(LiMnO2)、锂锰尖晶石(LiMn2O4)、通式LiNi
x
Co
y
Mn
z
M
a
O2的化合物(在通式中，x+y+z+a＝1，0≤x＜1，0≤y＜1，0≤z＜1，0≤a＜1，M是选自Al、Mg、Nb、Ti、Cu、Zn、Cr中的一种以上的元素)、锂钒化合物(LiV2O5)、橄榄石型LiMPO4(其中，M是选自Co、Ni、Mn、Fe、Mg、Nb、Ti、Al、Zr中的一种以上的元素，或表示VO)、钛酸锂(Li4Ti5O
12
)、LiNi
x
Co
y
Al
z
O2(0.9＜x+y+z＜1.1)。正极活性物质也可以是有机物。例如，正极活性物质也可以是聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚并苯。
[0039]正极活性物质也可以是不含锂的材料。不含锂的材料例如是FeF3、包含有机导电性物质的共轭聚合物、谢夫尔相(Chevrel's phase)化合物、过渡金属硫族化合物、钒氧化物、铌氧化物等。对于不含锂的材料，可以仅使用任一种材料，也可以组合多种而使用。在正极活性物质为不含锂的材料的情况下，例如，最初进行放电。通过放电，锂被挿入至正极活性物质中。此外，也可以是，正极活性物质对不含有锂的材料以化学方式或电化学方式进行预掺杂锂。
[0040]导电助剂提高正极活性物质之间的电子传导性。导电助剂例如是碳粉末、碳纳米管、碳本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂离子二次电池，其中，具有：正极、负极、位于所述正极与所述负极之间的隔膜、和电解液，所述负极具有负极活性物质，该负极活性物质包含氧化硅和含第一元素的化合物，所述电解液包含酰亚胺盐，该酰亚胺盐包含所述第一元素和酰亚胺阴离子，所述第一元素是选自K、Na、Mg、Ca、Cs、Al、Zn中的任意一种以上的元素。2.如权利要求1所述的锂离子二次电池，其中，相对于所述电解液中的锂盐的摩尔浓度比，所述电解液中的包含所述第一元素的酰亚胺盐的摩尔浓度比为5％以上且20％以下。3.如权利要求1或2所述的锂离子...

【专利技术属性】
技术研发人员：木户亮介，
申请(专利权)人：TDK株式会社，
类型：发明
国别省市：